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Grupo de Astrofísica da UFSM observará galáxias com o Telescópio Espacial James Webb



Concepção artística do Telescópio Espacial James Webb. Imagem: Nasa

Na última terça-feira (30), o Space Telescope Science Institute anunciou as propostas selecionadas para as observações do ciclo 1 do Telescópio Espacial James Webb (JWST). Apesar de o JWST ser um projeto financiado pelos Estados Unidos, através da Nasa (agência espacial americana), por países europeus, através da ESA (agência espacial europeia), e pela CSA (agência espacial canadense), por se tratar de um telescópio espacial ele está aberto ao uso da comunidade astronômica em todo o planeta. Grandes avanços científicos são aguardados pelas observações com o telescópio JWST.

As propostas enviadas solicitaram ao todo cerca de 25 mil horas de observações, enquanto que o tempo disponível para as observações do ciclo 1 (correspondente ao primeiro ano de operação do telescópio) é de 6 mil horas. Dentre as cerca de 250 propostas aprovadas, uma delas foi liderada pelo Grupo de Astrofísica da UFSM, tendo como investigador principal o professor Rogemar André Riffel, do Departamento de Física da UFSM, em colaboração com a doutoranda em Física pela UFSM Marina Bianchin e com os pesquisadores Thaisa Storchi-Bergmann e Rogério Riffel, ambos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, e também com a pesquisadora Nadia Zakamska, da Johns Hopkins University, dos Estados Unidos.

Na lista de solicitações aprovadas, a proposta em questão é a de Nº 1.928 e se encontra na seção Buracos Negros Supermassivos e Núcleos Ativos de Galáxias (AGN). O título da proposta é Blowing Star Formation Away: Unraveling Molecular Winds in AGN (“Suprimindo a formação estelar: desvendando ventos moleculares em núcleos ativos de galáxias”).

A proposta aprovada visa a estudar o papel de ventos de gás molecular e da radiação, produzidos no disco de acreção (acumulação de matéria na superfície de um astro pela ação da gravidade) no entorno de  buracos negros supermassivos no centro de galáxias próximas, na evolução de galáxias, o chamado feedback de núcleos ativos de galáxias. Com o Telescópio Espacial James Webb, será possível mapear a cinemática do gás molecular morno (com temperaturas de centenas de Kelvins), quente (aproximadamente 2.000 K) e ionizado em detalhes sem precedentes. A cinemática do gás molecular morno será estudada a partir da emissão da molécula do hidrogênio no infravermelho médio, região espectral que somente é acessível por telescópios espaciais, já que a atmosfera terrestre bloqueia a maior parte da radiação nessas frequências.

A proposta prevê observações de três galáxias próximas (NGC3884, CGCG012-070 e UGC08782), cujos buracos negros centrais estão capturando matéria ativamente. Estes objetos foram selecionados por serem candidatos a apresentarem ventos de gás molecular potentes, como indicado por estudos anteriores do grupo de pesquisa. O lançamento do telescópio espacial está planejado para o dia 31 de outubro de 2021, e as observações do ciclo 1 devem iniciar em maio de 2022.  Foram programadas cerca de 16,2 horas de telescópio para as observações planejadas.

Representação artística do fenômeno que será observado pelos cientistas do Grupo de Astrofísica. Imagem: Gemini Observatory/Aura, arte de Lynette Cook

“As três são galáxias com núcleo ativo. Hoje sabemos que a maior parte das galáxias possuem um buraco negro de milhões a bilhões de massas solares em seus centros, inclusive a nossa galáxia. Os núcleos ativos de galáxias são aqueles em que o buraco negro está capturando matéria, ou seja, há matéria próxima suficiente para ele engolir. À medida que ele captura matéria, forma-se um disco de gás ao redor dele e esse disco emite grandes quantidades de radiação (comparável a todas as estrelas da galáxia) e ventos de gás, que podem afetar a formação de novas estrelas na galáxia inteira. Esse é o fenômeno em que estamos interessados”, comenta o professor Rogemar Riffel. 

Além da proposta liderada pelo Grupo de Astrofísica, os pesquisadores Rogemar Riffel e Marina Bianchin também são colaboradores de outra proposta aprovada pela comissão de alocação de tempo. A proposta foi liderada pelo pesquisador Vincenzo Mainieri, do Observatório Europeu do Sul (ESO/Alemanha), e tem como objetivo detectar ventos de gás molecular em núcleos ativos de galáxias mais distantes e mais luminosos do que os alvos da primeira proposta. Listada na mesma seção, com Nº 2.177, essa segunda proposta intitula-se A Missing Piece of the Puzzle: The Warm Molecular Phase of AGN-driven Outflows at Cosmic Noon (“Uma peça perdida do quebra-cabeça: a fase molecular quente de ventos emitidos por núcleos ativos de galáxias potentes”).

O investimento estimado para a construção e lançamento do telescópio James Webb é de US$ 10 bilhões e o tempo de operação previsto é de cinco anos, ou seja, em média foram investidos US$ 2 bilhões por ano de observação. A proposta do Grupo de Astrofísica da UFSM corresponde a um investimento de cerca de US$ 3,7 milhões. A análise dos dados obtidos pelo projeto será realizada pelo próprio grupo da UFSM, utilizando técnicas e ferramentas desenvolvidas pela equipe responsável pelo telescópio, e também pelo grupo e colaboradores.

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